JP2017050480A - 外装パネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮光領域を形成する加飾層を印刷工程によって安定して形成することができる外装パネルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】 携帯用電子機器の外装パネル１０は、ガラスのパネル基板１１の内表面１１ａに熱硬化性接着剤層を熱硬化させた熱硬化層１２が形成されており、この熱硬化層１２に熱転写工程により加飾層１３が印刷されている。さらに、熱硬化層１２と加飾層１３がカバー樹脂層１４で覆われている。加飾層１３が熱硬化層１２の上に形成されているため、薄い印刷層であっても安定した状態で形成することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、パネル基板に印刷インキ層で形成された加飾層を安定した状態で定着させることができる外装パネルおよびその製造方法に関する。

携帯用電話機や携帯用情報端末などの携帯用電子機器では、枠状の遮光領域と、前記遮光領域で囲まれた透光領域が設けられた外装パネルが使用される。

前記携帯用電子機器では、前記外装パネルが筐体の前面に現れ、筐体の内部に設けられたカラー表示装置の表示画面が前記透光領域を透して筐体の外部から目視可能となる。また、外装パネルには静電容量式などの透光性のタッチセンサが重ねて配置されている。タッチセンサには、透光性の電極層を有する検知領域とそれぞれの電極層から延びる配線層とが設けられている。検知領域は前記透光領域に対向するように配置され、配線層は遮光領域の背部に引き回される。

特許文献１に従来の外装パネルの構造が示されている。
特許文献１に記載された外装パネルは、着色されたフィルムに開口部が形成されており、ポリカーボネートやアクリルなどの透光性を有する熱可塑性樹脂で形成されたベースの表面と裏面に前記フィルムが密着させられ、開口部が形成された部分が透光領域となり、フィルムが重ねられている部分が遮光領域となる。

特開２０１２−１３８５９４号公報 特開平７−５２５２２号公報

特許文献１に示す外装パネルは、透光性樹脂で形成されたベースに樹脂フィルムが重ねられて遮光領域が形成されているため、遮光領域ではフィルムが重ねられている分だけ外装パネルが厚くなり、外装パネルの薄型化を追求することが難しくなる。

また、着色された樹脂フィルムで遮光領域を形成したものでは、遮光領域の外観のデザインの自由度がなく、また遮光領域の色彩も限られたものとなる。

外装パネルの製造方法以外の技術分野において、着色層を形成する技術としてスクリーン印刷技術や熱転写印刷技術が存在している。しかし、これら印刷技術で前記遮光領域となる加飾層を形成しようとすると、やはり樹脂フィルムに加飾層を印刷してから、樹脂フィルムを透光性のベースに重ねることが必要になり、特許文献１に記載された従来例と同様に外装パネルの薄型化を実現するのが困難になる。

また、透光性の前記ベースに直接に加飾層を印刷しようとすると、印刷用インクで形成された加飾層を定着させるのが難しく、印刷のずれや色彩の乱れなどが生じやすくなる。例えば、熱転写印刷技術を使用して、加飾層を前記ベースに直接に転写することを想定すると、特許文献２に記載されているように、熱転写印刷では、色材による画像を熱可塑性の接着層を介して前記ベースに転写することになり、この接着層が軟質で温度変化に弱い層であるため、ベースに転写された加飾層が変形したり剥がれやすくなって、安定した加飾層を形成するのが困難となる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、加飾層をパネル基板に安定した状態で定着させることができる外装パネルを提供することを目的としている。

また本発明は、熱転写印刷技術を使用して、パネル基板に加飾層を形成することができ、加飾層の形状や色彩の自由度を広げることも可能となる外装パネルの製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、透光性のパネル基板を有し、透光領域と、遮光領域とが設けられた外装パネルにおいて、
前記パネル基板の装置内方に向けられる内表面に、前記透光領域から前記遮光領域にかけて透光性の熱硬化層が設けられ、前記遮光領域では、前記熱硬化層の内表面に加飾層が形成されており、
前記透光領域での前記熱硬化層の内表面と前記加飾層の内表面とが透光性のカバー樹脂層で覆われていることを特徴とするものである。

本発明の外装パネルでは、前記加飾層が印刷インク層であることが好ましい。
また、前記カバー樹脂層は熱可塑性樹脂で形成される。

次に、本発明は、透光性材料で形成されたパネル基板を有し、透光領域と、遮光領域とが設けられた外装パネルの製造方法において、
（ａ）熱転写用基材に転写剥離層が積層された積層体を用い、熱転写工程で、前記転写剥離層の表面の一部に印刷インク層を転写して加飾層を形成する工程と、
（ｂ）前記加飾層の外表面と前記加飾層が形成されていない領域の前記転写剥離層の外表面に熱硬化性接着剤層を重ねる工程と、
（ｃ）前記熱硬化性接着剤層の外表面を透光性のパネル基板に面接合させ、加熱処理で前記熱硬化性接着剤層を硬化させて透光性の熱硬化層を形成する工程と、
（ｄ）前記（ｂ）の工程の後または（ｃ）の工程の後に、熱転写用基材を前記転写剥離層から剥離して、前記転写剥離層をカバー樹脂層として残す工程と、を有し、
前記加飾層が形成されている領域を前記遮光領域とし、前記加飾層が形成されていない領域を前記透光領域とすることを特徴とするものである。

本発明の外装パネルの製造方法は、前記（ｂ）の工程では、剥離シートに前記熱硬化性接着剤層が積層された第２の積層体を使用し、前記熱硬化性接着剤層を前記加飾層の外表面と前記転写剥離層の外表面に面接合させて、予備加熱処理で、前記熱硬化性接着剤層と、前記加飾層の外表面ならびに前記転写剥離層の外表面とを粘着させることが好ましい。

また、本発明の外装パネルの製造方法は、前記（ｃ）の工程の前に前記剥離シートを前記熱硬化性接着剤層から剥がして、熱間プレスで前記熱硬化性接着剤層を前記パネル基板に粘着させ、その後の前記加熱処理で前記熱硬化性接着剤層を熱硬化させることが好ましい。

本発明の外装パネルは、加飾層が熱硬化性接着剤層で形成された硬質な熱硬化層の内表面に形成されているため、加飾層を安定した状態で定着させることができ、組立作業中の外力で剥離することがなく、また温度変化によって加飾層が変形したり剥離するのを防止できる。また、加飾層の内表面がカバー樹脂層で覆われているため、これによっても加飾層を保護することができる。

さらに、透光領域においても、パネル基板の内表面に熱硬化性接着剤を硬化させた熱硬化層とカバー樹脂層が重ねられて形成されているため、組立作業中などに、パネル基板の透光領域が内表面側から傷つけられるのを防止できるようになる。

次に、本発明の外装パネルの製造方法は、熱硬化層の内表面に熱転写印刷工程で加飾層を形成しているため、加飾層を安定して形成し定着させることができる。また熱転写印刷工程により、加飾層を高い寸法精度で形成でき、さらに多彩な色彩で形成することも可能になる。

さらに、熱硬化層を形成するための熱硬化性接着剤層を、予備加熱処理で加熱して粘着性を増強させることで、加飾層の外表面と転写剥離層の外表面、およびパネル基板の内表面に、熱硬化性接着剤層を粘着させて接着することができるようになる。この工程を採用することで、熱硬化性接着剤層を、加飾層および転写剥離層、およびパネル基板に確実に密着させて熱硬化させることが可能になる。

本発明の実施の形態の外装パネルとタッチセンサおよび表示パネルを示す分解斜視図、 図１に示す外装パネルをＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図、 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、本発明の実施の形態の外装パネルの製造方法を示す工程説明図、 （Ａ）（Ｂ）は、本発明の実施の形態の外装パネルの製造方法を示す工程説明図、 （Ａ）（Ｂ）は、本発明の実施の形態の外装パネルの製造方法を示す工程説明図、

図１に、本発明の実施の形態の外装パネル１０およびタッチセンサ１と表示パネル２が示されている。

外装パネル１０は、携帯電話機（スマートフォン）や携帯用情報端末機器または携帯用ゲーム機などの携帯用電子機器の筐体の一部を構成し、筐体の前面に現れる。外装パネル１０の装置内方に向けられる内側にタッチセンサ１が重ねられて、ＯＣＡ（光学透明接着剤）で接着される。また筐体の内部には表示パネル２が内蔵されている。

タッチセンサ１はＰＥＴフィルムなどの透光性の樹脂基板に複数の透光性の電極層と、それぞれの電極層に接続された配線層が形成されているものであり、電極層間の相互容量変化またはそれぞれの電極層の自己容量変化によって、指などの接近を検知するものである。

表示パネル２は、カラー液晶表示パネルまたはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示パネルなどである。

図１と図２に示すように、外装パネル１０は、透光領域１０Ａと、透光領域１０Ａを囲む枠状の遮光領域１０Ｂとを有している。表示パネル２の表示画面は透光領域１０Ａに対向している。タッチセンサ１の電極層は透光領域１０Ａに対向し、タッチセンサ１に形成された配線層は遮光領域１０Ｂの内側に対向し、配線層が外部から目視できないようになっている。

外装パネル１０はパネル基板１１を有している。パネル基板１１は全体が透光性の基板であり、平板状のガラスで形成されている。なお、パネル基板１１がポリカーボネートやアクリルなどの透光性の合成樹脂材料で形成されていてもよい。この場合に、パネル基板１１は湾曲面を有する形状などとすることが可能である。

図２に示すように、パネル基板１１は、内表面１１ａが装置内方に向けられ、外表面１１ｂが装置外方に向けられている。パネル基板１１の内表面１１ａに透光性の熱硬化層１２が形成されている。熱硬化層１２は熱硬化性接着剤を熱硬化させることで形成されている。熱硬化性接着剤は、ポリエステル系、アクリル系、エポキシ系などから選ばれるが、光学特性すなわち全光線透過率を良好にするためにポリエステル系が好ましい。

例えば、熱硬化性接着剤は、無水マレイン酸とグリコールの縮合反応で得られるポリエステルを主剤とし、熱硬化反応剤としてイソシアネイトを含んだものである。この熱硬化性接着剤は、５０〜７０℃程度の予備加熱処理でタック性が増強されて接着剤としての機能が増強され、９０〜１１０℃程度のアニール処理で熱硬化して不飽和ポリエステルの熱硬化層１２となる。

熱硬化層１２は、パネル基板１１の内表面１１ａの全面に形成されている。すなわち、透光領域１０Ａと遮光領域１０Ｂの双方の領域において、パネル基板１１の内表面１１ａに熱硬化層１２が形成されている。熱硬化層１２は内表面１２ａと外表面１２ｂを有しており、外表面１２ｂがパネル基板１１の内表面１１ａに密着している。

遮光領域１０Ｂでは、熱硬化層１２の内表面１２ａに加飾層１３が形成されている。加飾層１３は、熱転写プリンタを使用した熱転写工程で形成された印刷インク層である。このとき、印刷インク層は熱可塑性樹脂で形成されている。熱転写工程で転写された印刷インク層で形成された加飾層１３は、全体の形状および寸法を高精度に決めることができ、また色彩や模様を自由に設定することができる。図１と図２に示す実施の形態では、加飾層１３が透光領域１０Ａを囲む枠形状に形成され、この加飾層１３が形成されている領域が前記遮光領域１０Ｂとなる。なお、加飾層１３はスクリーン印刷などで形成された印刷インク層であってもよい。

図２に示すように、透光領域１０Ａと遮光領域１０Ｂの双方の領域の内表面にはカバー樹脂層１４が形成されて、熱硬化層１２の内表面１２ａと加飾層１３の内表面がカバー樹脂層１４で覆われている。カバー樹脂層１４は熱可塑性樹脂層であり、アクリル系樹脂で形成されている。カバー樹脂層１４は熱転写工程で加飾層１３を印刷する際に、熱転写基材と加飾層１３となる印刷インキ層との間に介在する転写剥離層である。

図２に示す積層構造の外装パネル１０は、加飾層１３が印刷インク層で形成されているため、従来のように加飾層を樹脂フィルムで形成するものに比べて加飾層１３を薄くでき、外装パネル１０の薄型化に寄与できるようになる。

加飾層１３とパネル基板１１との間に熱硬化性接着剤層（熱硬化性樹脂層）を熱硬化させた硬質の熱硬化層１２が形成されているため、薄い印刷インク層で形成された加飾層１３を安定して強固に定着させることができ、高温環境になっても熱硬化層１２の硬度が変化しないため、加飾層１３の形状を安定させることができる。また、加飾層１３がカバー樹脂層１４で覆われているため、加飾層１３が保護された状態となり、製造工程において加飾層１３が離れるなどの問題が生じにくくなる。

さらに、透光領域１０Ａにおいても、パネル基板１１の内表面１１ａに熱硬化層１２とカバー樹脂層１４とが形成されているため、パネル基板１１の内表面１１ａが保護されており、製造工程においてパネル基板１１に直接に外力が作用することがなく、パネル基板１１の内表面１１ａに傷が付くことなどを防止できるようになる。

次に、前記外装パネル１０の製造方法を説明する。
図３（Ａ）に第１の積層体２１が示されている。第１の積層体２１は、熱転写用基材２２に転写剥離層１４ｒが形成されている。熱転写用基材２２はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの耐熱性樹脂で形成された樹脂フィルムである。転写剥離層１４ｒは、後に図２に示すカバー樹脂層１４となるものであり、熱可塑性樹脂層であり、アクリル系樹脂で形成されている。

熱転写プリンタを用いた熱転写工程において、転写剥離層１４ｒの表面に加飾層１３が転写される。熱転写工程では、第１の積層体２１が熱転写プリンタのプラテンに設置され、熱転写リボンが転写剥離層１４ｒの外表面１４ｂに当てられ、熱転写ヘッドによって熱転写リボンの表面の印刷インク層が加熱溶融されて前記外表面１４ｂに転写される。

熱転写プリンタを使用することにより、加飾層１３の形状と寸法を高精度に設定できる。また加飾層１３の色彩や模様の選択に自由度を持たせることができる。加飾層１３として、異なる色彩の印刷インク層を重ねて形成することも可能であり、例えば、白色などの下地インク層の上に黒色や有彩色の上層インク層を形成し、上層インク層にロゴを表現する文字や記号の形状となる欠損部を形成し、ロゴの部分に下地インク層を露出させることなどが可能である。

転写剥離層１４ｒの厚さ寸法は５〜１５μｍ程度、加飾層１３の厚さ寸法は５〜１５μｍ程度であり、好ましくは、転写剥離層１４ｒと加飾層１３の厚さ寸法が共に１０μｍである。

図３（Ａ）には、第２の積層体２５が示されている。第２の積層体２５は、剥離シート２６に熱硬化性接着剤層１２ｈが積層されたものである。この熱硬化性接着剤層１２ｈは、前述のようにポリエステルを主剤とし、熱硬化反応剤としてイソシアネイトを含んだものであり、熱硬化後に図２に示す熱硬化層１２となる。熱硬化性接着剤層１２ｈの厚さ寸法は１０〜４０μｍ程度であり、例えば２５μｍである。

図３（Ｂ）に示す予備加熱工程では、転写剥離層１４ｒおよび加飾層１３と、熱硬化性接着剤層１２ｈとを対面させて、第１の積層体２１と第２の積層体２５を重ね合せ、加熱・加圧ローラ３１，３２で２つの積層体２１，２５を挟み、加熱し加圧する。このときの予備加熱温度は５０〜７０℃程度で、好ましくは６０℃であり、この温度では、熱硬化性接着剤層１２ｈの熱硬化が進行することがなく、熱硬化性接着剤層１２ｈのタック性（粘着性）が増強される。タック性の増強とローラ間の加圧によって、熱硬化性接着剤層１２ｈが、転写剥離層１４ｒと加飾層１３に粘着され、第１の積層体２１と第２の積層体２５とが接着接合されて、図３（Ｃ）に示す第３の積層体２８が形成される。

図３（Ｃ）に示す第３の積層体２８は、そのまま保管され、運搬され、または作業場で移動させられて、パネル基板１１との接合工程に供給される。

パネル基板１１と第３の積層体２８との接合工程では、図４（Ａ）に示すように、剥離シート２６が剥がされ、図４（Ｂ）に示すように、熱硬化性接着剤層１２ｈがパネル基板１１の内表面１１ａに重ねられる。ここでは、ホットスタンプ処理すなわち熱間プレス処理が行われ、剥離シート２６が除去された積層体とパネル基板１１とが加熱されて加圧される。このとき、熱硬化性接着剤層１２ｈは前記予備加熱温度と同じ５０〜７０℃程度に加熱され、熱硬化性接着剤層１２ｈのタック性が増強して、熱硬化性接着剤層１２ｈとパネル基板１１とが粘着力によって接着接合される。

その後、図５（Ｂ）に示す加熱炉３３を使用した加熱処理で、熱硬化性接着剤層１２ｈが熱硬化させられて熱硬化層１２が形成され、加飾層１３を硬い熱硬化層１２の内表面に安定した状態で定着させることができる。

熱硬化性接着剤層１２ｈが熱硬化させられて熱硬化層１２が形成された後に、図５（Ａ）に示すように熱転写用基材２２が熱硬化層１２から剥離される。

また、図３（Ｃ）の工程において転写剥離層１４ｒの外表面に熱硬化性接着剤層１２ｈが重ねられた後に熱転写用基材２２が剥離され、その後に熱硬化工程に移行してもよい。

この製造方法では、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の工程において、加飾層１３の表面と転写剥離層１４ｒの外表面１４ｂの双方に熱硬化性接着剤層１２ｈを重ね、この熱硬化性接着剤層１２ｈを熱硬化させているため、図２に示すように、透過領域１０Ａと遮光領域１０Ｂの双方の領域で、パネル基板１１の内表面１１ａに熱硬化層１２を形成することができ、パネル基板１１の内表面側の全域の強度を高めることが可能になる。

１ タッチセンサ
２ 表示パネル
１０ 外装パネル
１０Ａ 透光領域
１０Ｂ 遮光領域
１１ パネル基板
１１ａ 内表面
１１ｂ 外表面
１２ 熱硬化層
１２ｈ 熱可塑性接着剤層
１３ 加飾層
１４ カバー樹脂層
１４ｒ 転写剥離層
２１ 第１の積層体
２２ 転写用基材
２５ 第２の積層体
２６ 剥離シート
２８ 第３の積層体
３１，３２ 加熱・加圧ローラ
３３ 加熱炉

Claims (6)

1. 透光性のパネル基板を有し、透光領域と、遮光領域とが設けられた外装パネルにおいて、
   前記パネル基板の装置内方に向けられる内表面に、前記透光領域から前記遮光領域にかけて透光性の熱硬化層が設けられ、前記遮光領域では、前記熱硬化層の内表面に加飾層が形成されており、
   前記透光領域での前記熱硬化層の内表面と前記加飾層の内表面とが透光性のカバー樹脂層で覆われていることを特徴とする外装パネル。
2. 前記加飾層は、印刷インク層である請求項１記載の外装パネル。
3. 前記カバー樹脂層は熱可塑性樹脂で形成されている請求項１または２記載の外装パネル。
4. 透光性材料で形成されたパネル基板を有し、透光領域と、遮光領域とが設けられた外装パネルの製造方法において、
   （ａ）熱転写用基材に転写剥離層が積層された積層体を用い、熱転写工程で、前記転写剥離層の表面の一部に印刷インク層を転写して加飾層を形成する工程と、
   （ｂ）前記加飾層の外表面と前記加飾層が形成されていない領域の前記転写剥離層の外表面に熱硬化性接着剤層を重ねる工程と、
   （ｃ）前記熱硬化性接着剤層の外表面を透光性のパネル基板に面接合させ、加熱処理で前記熱硬化性接着剤層を硬化させて透光性の熱硬化層を形成する工程と、
   （ｄ）前記（ｂ）の工程の後または（ｃ）の工程の後に、熱転写用基材を前記転写剥離層から剥離して、前記転写剥離層をカバー樹脂層として残す工程と、を有し、
   前記加飾層が形成されている領域を前記遮光領域とし、前記加飾層が形成されていない領域を前記透光領域とすることを特徴とする外装パネルの製造方法。
5. 前記（ｂ）の工程では、剥離シートに前記熱硬化性接着剤層が積層された第２の積層体を使用し、前記熱硬化性接着剤層を前記加飾層の外表面と前記転写剥離層の外表面に面接合させて、予備加熱処理で、前記熱硬化性接着剤層と、前記加飾層の外表面ならびに前記転写剥離層の外表面とを粘着させる請求項４記載の外装パネルの製造方法。
6. 前記（ｃ）の工程の前に前記剥離シートを前記熱硬化性接着剤層から剥がして、熱間プレスで前記熱硬化性接着剤層を前記パネル基板に粘着させ、その後の前記加熱処理で前記熱硬化性接着剤層を熱硬化させる請求項５記載の外装パネルの製造方法。

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